JPH01232644A - カラー受像管装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はカラー受像管装置に関し、特にインライン配列
された３本の電子ビームを集束、集中させるカラー受像
管装置に関する。

（従来の技術） カラー受像管（１００）は第９図に示す如く、スクリー
ン面（１０１）をもつフェースプレート（１０２）とこ
のフェースプレートの側壁部（１０２’）にファンネル
（１０３）を介して連結されたネック（１０４）とこの
ネックに内装された電子銃（１０５）と、前記ファンネ
ルからネックにか（プてこの外壁に装着された偏向装置
（１０６）と、前記スクリーンに所定間隔をもって対設
された多数のアパーチャ（１０７）を有するシャドウマ
スク（ｉｏａ）と、前記ファンネルの内壁に前記ネック
の一部まで一様に塗布された導電膜（１０９）とファン
ネルの外部に塗布された導電膜（１０９）及びファンネ
ルの一部に設けられた陽極端子（図示せず）とから成る
。

前記スクリーンには赤、緑、青色の蛍光体（１０１）が
ストライプ状に多数塗布されていて電子銃から出た３本
の電子ビーム（ＢＲ）、（８Ｇ＞。

（ＢＢ　＞はシャドウマスクにより選択されそれぞれの
蛍光体を衝撃し、これを発光させる。

電子銃はインライン配列の平行な３本の電子ビームを発
生、加速、制御するための電子ビーム発生部ＧＦと、こ
れらのビームをそれぞれスクリーン上に集束、集中させ
るための主電子レンズ部ＭＬを有し、これによりスクリ
ーン中央部（ｉｉＢにおいて３本の電子ビーム集束且つ
集中し、この３本の電子ビームを前記偏向装置により、
スクリーン全面に偏向走査することによりラスタを形成
する。

この偏向装置により偏向される電子ビームの偏向中心面
での３本の電子ビーム間隔ＳＤが小さいもの程偏向され
た３本の電子ビームの集中度合（コンバーセンス〉は良
好であり、且つ（偏向に要する偏向電力も少なくて済む
という利点かある。

このようなカラー受像管の画像性能を向上させるには前
記電子銃の性能を向上させスクリーン上のビームスポッ
ト径を小さくざぜねばならない。

電子銃の性能を向上させる有効な方法は主電子レンズ部
の性能を向上させることである。

一般に主電子レンズ部は開孔を有する複数の電極が同軸
上に配置されそれぞれ所定の電位が印加されることによ
って形成される。このような静電　。

レンズは電極構成の違いによりいくつかの種類があるが
、基本的には電極開孔径を大きくした大口径レンズを形
成させるか又は、電極間の距離を長くして緩やかな電位
変化にして長焦点レンズを形成することによりレンズ性
能を向上させることができる。

しかし、カラー受像管の電子銃は一般に細いガラス円筒
であるネック内に封入されるため、まず電極の開孔、即
ちレンズ口径が物理的に制御される。また、電極間に形
成される集束電界がネック内の他の不所望な電界の影響
を受けないようにするために電極間の距離が制限される
。

特に、シャドウマスク型カラー受像管のように３本の電
子銃がデルタ配列やインライン配列として一本化した場
合には前述した如く電子ビーム間隔（Ｓｃ＋　）が小さ
なもの程、３本の電子ビームをスクリーン全面の近傍で
一点に集中させ易いし、また偏向電力が小さいという利
点があるので、電子銃間隔を小さくするために電極の開
孔はざらに小さくせざるを得ない。

そこで、同一平面上に並んだ３個の電子レンズを完全に
重ね合せ１個の大きな電子レンズとし、この大口径電子
レンズにより電子レンズ性能を最大限に発揮させようと
する方法が特公昭４９−５５９１号公報（米国特許筒３
．４４８．３１６号明細書）、米国特許筒４．５２８．
４７６号明細書、特公昭４７−４３９９３号公報、特公
昭４８−１４５０２号公報、米国特許筒３，０１１゜０
９０号明細書、米国特許筒２，８６１，２０８丹明細書
、米国特許筒２．７２６．３４８号明細書、特開昭５３
−６９号公報や特開昭６２−２１７５４１号公報などに
提案されている。

一般にビーム間隔がＳＣＩの３本の平行電子ビーム（Ｓ
Ｒ＞、（８Ｇ＞、（ＢＢ＞が１個の共通大口径電子レン
ズＬＥＩ−を通過すると、第１０図の様に中央の電子ビ
ーム（ＢＧ　＞が適正集束した状態では両側の電子ビー
ム（ＳＲ＞、　　（ＢＢ　＞は過集束状態、且つ過集中
状態となると共に大きなコマ収差を伴ないスクリーン（
１０１）上では、３本のビームスポット（ＳＰＲ＞、　
　（ＳＰＱ　＞、　　（ＳＰ！３　）は大きく離れ両側
のビームは歪む。

これら３本の電子ビームの集束状態を合せ、コマ収差分
を減少させるには、電子レンズＬＥＬのレンズ口径りに
対する３本のビームの間隔Ｓｇをある程度小さくしてゆ
けば実用上問題はなくなるが、３本のビームのスクリー
ン上での集中状態に関してはＳｇを極めて小さくしなけ
ればならず、電子ビーム発生部の機械的配置が困難とな
る。

そこで、特公昭４９−５５９１号公報（米国特許筒３、
４４８．３１６号明！！ＩＩ書）及び米国特許４．５２
８．４７６号明細書では第１１図に示す如く電子レンズ
ＬＥＬに入射する３本の電子ビームに予め傾角θをもた
せておいて３本の電子ビームが同時に電子レンズＬＥ１
−の中央部を通過するようにして３本のビームの集束状
態を合せ、その後、発散していく両側のビームを反対方
向に極めて強く（φ°）偏向させスクリーン上で３本の
ビームが集中する様にしている。従って両側のビームに
は大きな偏向収差又はコマ収差が発生するという問題を
有する。

又、この偏向を特公昭４９−５５９１＠公報では、静電
偏向板により行なっているが、この場合にはさらに以下
の欠点を有する。即ち、カラー受像管では電子ビームの
電流は大きいので電子レンズＬＥＬ中での電子ビームの
径もかなり太くなっていて、電子レンズ中では３本の電
子ビームは重なっている。その後電子レンズにより各電
子ビームは収束され遠く離れたスクリーン上に結像する
が、前記静電偏向板を設置する位置１１ｄはこれら３本
の電子ビームが完全に分離したところに置かねばならな
い。

このため、電子レンズからかなり離れたところに静電偏
向板を配置することになり、電子銃の全長は非常に長く
なってしまう。このため、電子レンズからスクリーンま
での距離即ち、像点距離Ｑが長くなり電子光学的倍率は
劣化（大きくなる）し、スクリーン上のビームスポット
径は悪く（大きくなる）なっていく。また、電子銃の全
長が長くなることはカラー受像管の全長が長くなること
であり、これはカラー受像管の経済性を著しく損うため
極めて好ましくない。

米国特許筒４．５２８．４７６＠では、第１２図の如く
、第１の共通電子レンズＬ１を通過して互いに離れてい
く３本の電子ビームに対し、再度筒２の共通電子レンズ
［２により集中させる方法を示しているが、この場合に
は、ざらに以下の問題を有する。

即ち、一般に１つの電子レンズＬＥＬにより１本の電子
ビームＢａを所定のスクリーン上に集束させるようにし
たとき第１３図の如く、軸上の物点から出たビームは像
面（スクリーン）へ結像しているので、球面収差を無視
すると、この状態のとき同じ物点から出た３本の電子ビ
ームＢＲ、Ｂａ　＊ＢＢもスクリーン上に集中すること
になる。即ち、球面収差を無視すると第１３図からよく
判るように集束のための物点位置と、集中を行なうため
の軸上の出射点は基本的には同じ位置になければならな
い。然るに、米国特許４．５２８．４７６では第１．第
２の電子レンズＬ１．Ｌ２により集束するようになされ
ているが、集中作用をおこす第２の電子レンズし２へ入
射する３本のビームの軸との交点Ｏｃは第１の電子レン
ズＬ１の中にあり、集束作用のための物点位置にと前記
交点（Ｏｃ）は大きく異なっている。従って、各、ビー
ムを集束させることと、集中させることを完全に一致さ
せることは極めて困難であることが容易に判る。

また、米国特許筒３，０１１，０９０号、米国特許筒２
．８６１．２０８＠、米国特許筒２．７２６．３４８号
、特開昭５３−６９号公報では第１４図の如く３個の開
孔をもつ低電極Ｇ４の次に共通開孔をもつ高電極Ｇ５を
配置させることによって両側の電子ビームが互いに離れ
る方向へ曲げられることを利用して３本の電子ビームの
スクリーン面での集中を狙ったものである。従って、第
１５図の如く平行な３本の電子ビームは個別な３個の集
束電子ビームＬＯを別々に通過しその復すぐ共通な大き
な１個の発散電子レンズＬＤとを通過するので、全体的
には各ビームは集束作用を受けながら両側の電子ビーム
は互いに離れる方向へ発散していく。

この状態で共通な大きな１個の集束電子レンズＬＥＬに
入射し、各ビームとはそれぞれ集束作用を受けると共に
両側の電子ビームは集中作用をうけることになる。

上記米国特許第３，０１１，０９０号、米国特許第２．
８６１，２０８号、米国特許第２．７２６．３４８号は
集束作用を主として個別な３個の集束電子レンズＬｃで
行なわせ共通大口径電子レンズＬＥＬは主として集中作
用を行なわせるようにしたものであるに対し、特開昭５
３−６９＠公報は集束作用を主として共通大口径電子レ
ンズＬＥＬで行なわせるようにしたものでかるから復者
の方が電子銃の性能は向上するものと考えられる。

しかし、特開昭５３−６９号公報では、集束性能を向上
させるため大口径電子レンズＬＥＬの性能を生かそうと
すれば、大口径電子レンズＬＥＬは強くなるので、スク
リーン上で３本のビームを集中させるために両側のビー
ムの発散角αは大きくしなければならない。このため、
３個の開孔をもつ低電極と共通開孔をもつ高電極によっ
て形成される発散レンズＬＤを強くさせねばならないが
、このとき同時に第１の集束電子レンズＬｃも強くなり
、従ってビームはスクリーンの手前で集束（過集束）し
てしまい、スクリーン上でのビーム径は大きくなるので
大口径電子レンズの性能を十分に発揮させることができ
ない。

即ち、第１４図に示すように３つの開孔をもつ低電位電
極Ｇ４の次に共通開孔をつ高電位電極Ｇ５を配置させた
場合その等電位線の様子からも明らかなように小口径の
集束レンズＬｃと大口径の発散レンズＬＤが対になって
形成され、この集束レンズＬｃの働きがかなり強いとい
うことのため、次のＧ５、Ｇ６によって形成される大口
径レンズＬＥＬのレンズ性能を発揮させることができな
いという問題がある。

一方、カラー受像管は一般に電極偏向装置によって電子
ビームをスクリーン上に走査している。

特に、インライン型電子銃では、偏向装置の偏向ヨーク
にサドル型やトロイグル型を用いて、水平偏向磁界分布
をビンクツション形状に、垂直偏向磁界分布をドレル形
状にそれぞれ歪まさせて、スクリーン全域にわたって適
正なコンバージェンスが得るようなセルフコンバージェ
ンス方式を採っている。

このように偏向磁界によって、電子ビームが偏向される
と、電子ビームは水平偏向磁界の影響でＶ方向に極めて
強い収束作用を受ける。例えばビームスポット形状は、
スクリーンの水平端で縦長形状となり、スクリーン周辺
部でビーム径は大きくなり解像度が劣化するという問題
がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、３本の電子ビームをスクリーン付近で
集束、集中させて使用するカラー受像管において、３本
の電子ビームに対して共通な大口径電子レンズを用いる
ことによって、スクリーン上のビームスポット径を小さ
くしようとするとき発生する問題： 即ち、集中作用を行なうときに発生する偏向収差又はコ
マ収差の問題、電子銃の長大化ひいてはカラー受像管の
長大化の問題、 集束と集中を同時に行なうことが難しいという問題く 或いは、大口径電子レンズの性能を十分発揮できないと
いう問題、 ざらに、電磁偏向装置でビームをスクリーンに偏向した
ときに受ける偏向収差によるビームスポットの劣化の問
題を解決して、高解像度、高信頼性で経済性に優れ、実
用性に富んだカラー受像管を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は電子銃部、偏向部、およびスクリーン部を備え
、前記電子銃部から発射されるインライン配列の電子ビ
ームを前記偏向部により垂直方向および水平方向にし、
その偏向ａに同期して、前記電子ビーム通路の一部に配
置したアスティグレンズの強さを動的に変えることによ
り、電子ビームスポットの偏向収差中を軽減するカラー
受像管装置において、 前記電子銃部は相互に平行な３本の電子ビームを発生、
加速、制御する電子ビーム形成部と、この電子ビームを
集束、集中させる主電子レンズ部とを備え、 この主電子レンズ部は、前記電子ビーム形成部から発射
された３電子ビームのうち両側の電子ビームを中央の電
子ビームから離れる方向へ偏向させる静電偏向部と、こ
の静電偏向部を通過した３電子ビームを集束、集中する
共通開孔を有する第１の電子レンズ部を備え、 前記アスデイグレンズを前記静電偏向部近傍に配置した
ことを特徴とする。

（作　用） 上記構成とすることによって、第１の電子レンズ即ち共
通大口径電子レンズへ入射する両側の電子ビームの入射
角α（発散角）は第１の電子レンズの集束作用とは全く
関係なく調整できるため、３本の電子ビームの集束と集
中を同時に満足するように容易にできること。また大口
系電子レンズの手前において両側の電子ビームの入射角
αを調整してスクリーン上において３本のビームを集中
させ得るので電子銃が必要以上に長くならない。

また、偏向装置（ごよって３電子ビームをスクリーンに
偏向する時、その偏向量に同期して、アスティグレンズ
の強さを変えて、電子ビームを水平方向に発散、垂直方
向に集束する。これと同時に、大口径電子レンズの集束
力を弱める。

このようにすることによって、電子ビームはアスティグ
レンズと大口径レンズの各作用によって、電子ビームは
目方向の集束力はあまり変わらずに、■方向の集束力が
目方向の集束力に比べ弱い状態になり、相対的に電子ビ
ームは、■方向に発散した状態になるので水平偏向磁界
によって、電子ビームが■方向に集束作用を受けても、
電子ビームは、全体的に目方向、■方向共に適性集束状
態となる。

一方、大口径電子レンズの集束力を弱めた分だけ３電子
ビームの集中はアンダ一方向（両側ビームが隔れる方向
）になるため、静電偏向部の偏向角αを小さくして３ビ
ームの集中を適性にする。

このようにすることで、水平方向磁界による■方向過集
束を緩和することが可能となり電子ビームは適正に集束
された状態、つまり円形をした小さなビームスポット径
で適正な集中状態でスクリーン全域にわたって実現でき
るのである。

（実施例〉 以下、図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を実施例したカラー受像管のネック部を
示す。第１図に於て、ネット（１０４）内に配置されて
いる電子銃部■はカソードＫ、第１グリツドＧ１、第２
グリツドＧ２、第３グリツドＧ３、第４グリッドＧ４．
第５グリツドＧ５、静電偏向部ＥＤ、第６グリツドＧ６
、第７グリツドＧ７と、これらを支持する絶縁支持体Ｂ
Ｇ及びバルブスペーサ（１１２）から成り、電子銃はネ
ット下部のステムピン（１１３）に固定されている。こ
の電子銃部のＹ−Ｚ断面図及びＸ−７断面図をそれぞれ
第２図のに）及び■に示す。

前記カソードには内部にそれぞれヒータ（６Ｒ）（６Ｃ
）、（６Ｂ）をもつ３ｇのカソードＫＲＮＫＧ　、ＫＢ
から成り、３本の電子ビームＢＲＮＢＧ、Ｂａを発生す
る。また第１グリツドＧ１、第２グリツドＧ２は前記３
個のカソードＫＲ１Ｋｏ　、ＫＢに対応して３つの比較
的小さなビーム通過孔（７Ｒ）、（７Ｇ）、（７Ｂ）、
（８Ｒ）、（８Ｇ〉、（８Ｂ〉を有し、この部分におい
てカソードからの電子ビームを制御、加速し、謂ゆる電
子ビーム形成部ＧＥとなる。次いで第３グリツドＧ３、
第４グリツドＧ４、第５グリツドＧ５は同じく３つのカ
ソードＫＲ、ＫＧ　、ＫＢに対応して３つの比較的大き
なビーム通過孔（９Ｒ）〜（１４Ｂ＞を有する。また、
静電偏向部ＥＤはＸ−Ｚ面に垂直でＹ−Ｚ面に平行な４
枚の電極（２０）。

（２１）、　（２２）、　（２３）から成り、３本のビ
ームのそれぞれの間及び両側に配置してあり、中の２枚
の電極（２１）、　（２２）は同電位で、またこれより
高い電圧で両側の２枚の電極（２０）、　（２３）は同
電位となっている。

そして、静電偏向部ＥＤと第６グリツドＧｏの間には、
アステイグ電極ＧＡ（３０）があり、第３図（Ａ）１こ
示す如くＹ方向（＼１方向）に長い略矩形の３゜ビーム
通過孔（３０Ｒ＞（３０Ｇ＞（３０Ｂ＞がおいていて、
静電１届向の電極（２１）（２２）と同電位どなってい
る。

第６グリツドＧ６はアスティグ電極ＧＡに面する側に第
３図０１．、示ず如く、３つのビームに共通のＸ方向（
目方向）に長い、略矩形の孔θつが空いている。

アスティグ電ＩＧＡ（３０）と第６グリツドＧｏの間に
いわゆるアスデイグレンズが形成される。

そして、その反対側には、３つの１で一ムが共通に通過
する１つの大きな略円形の開孔（１＠をもち、この内部
に第７グリツドＧ７を包含（〕ている。

第７グリツドＧ７は第６グリツ１：Ｇｏの内部にあって
前後に各１つの大きな開孔ａ、Ｏゆをもつ円筒状の電極
となっている。

第６グリツドＧ６と第７グリツｔ’　Ｇ　７は先端にお
いて少し径小どなっていて絶縁支持体ＢＧによって固定
、支持されている。

また、別の絶縁支持体ＢＧによりカソード１く、第１グ
リツドＧ１から静電偏向様電極まで固定支持されている
。

以上の電極構成にわいて、例えばカッ−１’には、約１
５０Ｖのカットオフ電圧とし、これに変調信号を加え、
第１グリツドＧ１は接地電位とし、第２グリツドＧ２は
約５００〜１にＶ、第３グリツドＧ。

は約６−９　ＫＶ、第４’ｊ’）ラドＧ４は約５００−
３ＫＶ、第５グリツドＧ５は約３〜８ＫＶ、内側の静電
偏向電極とアスティグ電極Ｇ△には約３−８　ＫＶ、外
側の静電偏向電極にはそれより５００−・２にＶ高い電
圧を、また第６グリツドＧｆ′ｉは内側の静電偏向電極
と同じ約３−８にＶ、第７グリツドＧ７は約２５”３０
ＫＶの陽極高圧を印加する。

このような電位構成とすることによって各カソードＫか
らその変調信号に応じて発生したビームはカソードＫ、
第１グリツドＧ１、第２グリツドＧ２により第４図の如
くり目スオーバＣＯを形成して第２グリツドＧ２、第３
グリツドＧ３によるブリフォーカスレンズＰＩにより僅
かに集束され仮想り目スオーバＶＣＯを形成して第３グ
リツドＧ３の中へ発散しながらはいっていく。第３グリ
ツドＧ３へはいってぎた各ビームは第３グリツドＧ３か
ら第７グリツドＧ７による主電子レンズ部ＭＬにおいて
集束作用口つ両側のｒで−ムは集中作用をうけてスクリ
ーン（１０１）上に集束、集中づる。

第３グリツドＧ３から第７グリツドＧ７までの主電子１
ノンズ部の１ノンズ作用を第４図（、′示ず等価光学モ
デルを用いてさらに詳１）く説明していく。

第４図、第５図は、それぞれＹ−Ｚ断面とＸ−７断面の
光学モデルを示しており、 電子ビームが偏向磁界で偏向されずにスクリーンの中央
にあるとき（ま、実線で示す如くアスディグレンズが作
用していないので、仮想り目スオーバ＼／ＧＯを形成１
）で第３グリツドＧ３へ（まいってぎた個々の電子１で
−ムは第３グリツド０３、第４グリツドＧ４、第５グリ
ツドＧ　５　ｃ、＝よって形成される個々の弱いユニボ
デンシャルレンズ（第２の電子レンズ〉（よりそれぞれ
少し集束され、次に静電偏向部Ｆ　Ｄ　Ｌ：より集束作
用を受（プろことなく両側のビームだ［プが所定角度α
だけ偏向され、この状態で第６グリツドＧ　Ｃ１、第７
グリツドＧ　７１’：よって形成される共通大口径電子
レンズ［、［Ｌへ入射しでいく。

共通人１］系電子レンズＬ　Ｅ　Ｌは、個々のビームに
対して主集束作用を与えると共に、両側のヒ′−ムにβ
だけ集中作用を与える。

即ら、説明を簡単にするため弱い集束作用を！−ｊえて
いる第２の電子１ノソズを無視すると、集束に対１ノで
は、軸上にある仮想りＯスＡ−バ点ＶＣＯから出たビー
ムが大［」径電子レンズＩＥＬＩ、：よりスクリーン面
に結像しＣいるという系が確立されていて、集中に対（
〕て［，１、静電偏向部「Ｄによって偏向されｌこ両側
のビームを逆方向に延ばし−ＣＵと交叉させると同じく
前記集束系の仮想クロスオーバ点ｖＣＯが一致し・、即
ち、この仮想用Ｑ４点＼ｌＰから出た３本のビームが大
口径し゛）−ζ］、：よりスクリーン面（ＪＥ集中しｌ
：いるという系が成立しており、個々のビームを集束さ
１！るという集束系と３本のｌで′−ムを集束さゼ−２
で）という集中系がぞれぞ４′１゜独立して全く同時に
成立１ノでいることが判る、３従って、３本のビームは
スクリーン中央において適正に集束すると共に一点に集
中する。

次に、アスティグレンズを形成した場合について、第４
図と第５図の破線で示した光学モデルを用いて説明する
。

電子ビームを偏向装置でスクリーン上に偏向するに従い
、第６グリツドの電位を上げて、第６グリツドＧＯとア
ステイグ電極ＧＡの間に電位差を与える。するとＸ方向
（ト１方向）に集束し、Ｙ方向（Ｖ方向）に相対的に発
散するいわゆるアスティグレンズが形成される。

同時に、第６グリツドの電位が上がるので、メインレン
ズＭＬの集束力が弱まるので、電子ビーむメインレンズ
とアスティグレンズのレンズ作用でＸ方向（Ｈ方向）の
集束力はあまり変わらずＹ方向（■方向）の集束力は相
対的に弱い状態になる。

ざらに、このとき、メインレンズの集中力も弱くなって
いるが、同時にアステイグ電極６Ａと同電位になってい
る静電偏向電極の（２１）（２２）の電位が上がってい
るので偏向角はα小ざくなっており、静電偏向部の外側
電極（２０）　（２３）の電位を調整して第４図、第５
図に示す如く偏向角をα′にすると、先に述べたと同様
に静電偏向部ＥＤによって、偏向された両側ビームを逆
方向に延ばして中央の軸と交叉している点は中央ビムー
の仮想クロスオーバー点、Ｖｃｏに一致するので３本の
ビームが大口径レンズによりスクリーン面に集中してい
るという事がスクリーン全域にわたって保たれることが
判る。

このような状態だと、偏向磁界において、電子ビームが
Ｙ方向（Ｖ方向）の集束作用を受けてもＹ方向ビームは
破線で示す如くＸ方向ビームより相対的に弱く集束して
いるので、スクリーン全域にわたってビーム形状は実線
で示す如く略円形で小さなスポット径で３本の電子ビー
ムが適正に集中することができる。

破線で示したたて長のビーム形状は、水平偏向磁界でＹ
方向（Ｖ方向）に集束作用をうけないときのものである
。

また、集束径に関しては両側のビームは中央のビームに
比べ電子レンズの端部を角度をもって通過するので、謂
ゆるコマ収差をうけるが、これは電子レンズへ入射する
ビームの大きさや、電子レンズの強さ、及び電子レンズ
の口径に対するビーム間隔により変わるもので、本発明
者等の実験によるとビーム間隔がレンズ口径の約２５％
以下であれば上記コマ収差は実用上全く問題ないレベル
に抑えることができる。レンズ口径の２５％以上のビー
ム間隔をもつビームであってもコマ収差補正子Ｑ８設け
ればこの限りではない。

ここでいうレンズ口径とは、同径の円筒電極の組合せの
場合はその電極の径を言い、異径の円筒電極の組合せの
場合は、それらの電極の径の平均径を言う。

もちろん、ビーム間隔をレンズロ系りの２５％以下にす
るにしても、カソードの大きざやシャドウマスクの孔の
ピッチ、蛍光体ストライプの幅、ビームランティング余
裕度等の製造上、性能上の問題のため、ビーム間隔の下
限は４．５ｍ程度である。

ざらに両側のビームは中央のビームに比べ集束作用が強
くなるが、これも同様に実用上問題ない程度である。し
かし望ましくは第２の電子レンズにおいて、両側のビー
ムに比べ中央のビームがより強く集束するようにすれば
よい。これには第２の電子レンズのレンズ口径（ビーム
通過孔径）を中央と両側で異なるようにすることなどに
より容易にできる。

偏向に要する電位は、偏向に必要な角度、偏向を行なう
ための静電偏向部の長さ、第５グリツド。

Ｇ５から第６グリツドＧＯの電位（電子ビームのスピー
ド）により調整できる。

一方、カラー受像管では受像装置を含めた各所の製造バ
ラツキを調整するため、電子レンズの強弱を調整して謂
ゆるフォーカス調整を行なうが、このとき、３本のビー
ムの集中具合（コンバーゼンス量）が大きく動く場合が
おる。

すなわち、第６グリツドＧ６の電位を変えると大口径電
子レンズの強弱は変わりフォーカス調整を行なうことが
できるが、同時に集中具合も太きく変ＩＪＬ、てしＪ、
い、実際（４−は画像を児ながらフォーカス調整するこ
とは困難どなる。

大［−１径電子１ノンズの前段に３本のビームに対して
それぞれ独立な弱い第２の電子］ノンズを配置し２てお
けば、第２の電子１メンズの強弱を変えることにより集
中系から独立（ツτ）号−カス微調整を行なうｔとがで
きるので、都合が良い。

第２の電子１ノンズの集束作用を強く設計しすぎると第
１の電子レンズて゛ある大口径電子１ノンズの性能を十
分発揮−Ｃ″きなく４につで１ノ３（い、スクリーン上
のスボッ１〜径は小さくならないので第２の電子レンズ
の集束作用は）Δ〜カス調整が実用的に支障ない程度で
弱く設計した方が「！い。

また、第２の電子１ノンズの好ま１−５．い形態とし２
τは、本実施例で示し−Ｃいるよう（［第３グリツドＧ
　３　、第４グリツドＧ４、第５グリツド０５によって
形成されるコ、ニポデンシャノ圀ノンズがいい。

これは、第１１．：第４グリツドＧ４の低い電位を調整
すること（、二より〕Ａ−・カス調整ができるの１・、
謂ゆるダイノーミツタフＡ−−〜カス調整が容易に行な
い得ること、第２にユニ、ボテンシャル１ノンズである
ので、第４グリツドＧ４の電極長さ電極電位を変えるこ
とにより電子レンズの強弱のｈ２計が容易に行なえるこ
と、第３の第３グリツＬ’　Ｇ　３の電位と第５グリツ
ドＧ５の電位を異なるようばできるので、第３グリツド
Ｇ３の電位は６−・９ＫＶに保って良質な仮想り目スオ
ーバを形成させると共に第５グリツドＧ５の電位を第６
グリツドの電位と同じにｊノで第１の電子レンズと第２
の電子レンズの間に余分な集束レンズを形成させないよ
うにτ゛きること、という利点がある。

また、フォーカス調整においても第３グリツ１：Ｇ３の
電圧を変動さ１！ないことはビームのカツトオノ状態が
変わらないという利点もある。

また、静電偏向部の各偏向電極の好ましい形態としては
、本実施例で示しているように、ビームの進行方向に向
って各電極板の間隔が広がっているように配置するのが
良い。

これは、仮想り１］スＡ−バから射出１ノで各電子ビー
ムは未だかなり大きな発散角をもって発散しながら人［
］仔電子１．ノンズのｈへ進行１ノでいくので、電極板
へのビーム衝撃が発生しないよう（こする１）のである
。電極へに−ムか衝撃づ−ると電極からガスを放出して
カッ・−１を破損さｔ↓ノ、−リ、電子銃の耐電圧を劣
化させたり、電極を［１かしＴ　１．、、、、まっＩ、
ニリし−（大きな問題となる。従って、十記＠）青によ
りこのような問題の発生を抑制−≦ＹるイニＩ−かで゛
さるものである。

ざら（こ、人１」（￥電子レンズ部の好１２　＋、い形
態は、本実施例で・示しでいるように、高電位制電５恒
の開孔径か低電位側電極の開孔径より小さい４ｆ４造と
ｌ、〕たものが良い。

停電位側電極の開孔径Ｄ１４と高電位制電、（水の開孔
径□Ｉｌが ０）　　Ｄ　＋−＝　Ｄ　Ｈの場合 ■　Ｄ　Ｉ−＞　Ｄ）（の場合 ■　ＤＬ＜Ｄ）Ｉの場合 それぞれの電子１ノンズについて半径Ｒ方向の位社へ入
射するビームの焦点距離ｆ２を求め、１【が小さい領域
でのｆ２を同じになるようＩＪ：規格化して承り−ど第
６図のようになる１゜ 第６図は横軸が半径Ｒ″ｃｃ縦輔−、−ｉＥ　Ｉ−のｆ
２であり、第１の曲線（３１）は（、Ｌ）　（つＬ＝　
Ｄ　ｒ＋の電子レンズの場合？Ｔ−、、第２の曲線（３
２）　ハ（２）　Ｄ　＋−＞　Ｄ　＋−＋　ｆ７）　Ｅ
合で、第３の曲線（３３）ｔ、ｉｌぐつＤｔ＜Ｄｏの場
合である。

第６図かｒう明らかなようにＲか小ざい領域（のｆ２と
Ｒが大きい領域Ｃのｆ２との差か最も小さいのは■ＤＬ
＞ＤＨの場合である。。

従って、■ＯＬ＞Ｄ）Ｉの電子レンズの場合が中央の電
子ビ′−ム１［対する集束力と両側の電子ｌ−コー・ム
に対する集束力の差が最も少なく、また、両側のビーム
！、’：対号−ろ過集中力の強ざｆＪ最も小さい３、こ
のため、■ＤＬ＞Ｄ）Ｉの電子１ノンズを採用すること
は３本の電子ビームの集束力の差がｆＡ　’ｂ小さく、
従っＴコマ収差し小さくまた、集中ざぜるために必要な
入ＱＮＪ角αも小さくて湾むという極めて人き４ｆ効甲
が８うる。

前記実施例の詳細な仕様は例え（、（以下の、」、う１
．：なっている。

ビーム間隔　　３ｓ　＝　４．９２ 各電極の開孔寸法 Ｇ１．Ｇ２　＝φ０．６２履 Ｇ３．Ｇ４．Ｇ５＝φ４，５２ｓ ＧＡｌ　　中央　　たて　７．０＃ よこ　４．５２ｍｍ 両側　　たて　７．０簡 よこ　５．３４Ｍ Ｇ６のＧＡ側　　たて　５．１８ＩＭ１よこ　１３．０
ｍｍ Ｇ６のＧ７側　　φ２８．Ｏｍｍ Ｇ７＝φ２５．０ｍ Ｇ３１＝　８．２ｍｍ Ｇ４ｎ＝２．０ｇ Ｇ５℃＝１８．７ｍ 偏向電極＝１０．０ｍｍ ＧＡβ＝０．４＃ Ｇ６β＝　３０．０順 Ｇ　７　ｆｌ　＝　５０．０ｍ 各電極の間隔 Ｇ１／　Ｇ２　　＝　　０．３５　ｍｍＧ２　／Ｇ３　
＝　　１．２ｍ Ｇ３　／Ｇ４　、　　Ｇ４　／Ｇ５　＝　　０．６０　
ｒｒｖｎＧＡ／Ｇｏ　＝　　０．６ｍ 各電極電位 Ｇ１＝Ｏｖ Ｇ２〜６００〜ａｏｏ　ｖ Ｇ３今８．０ＫＶ Ｇ４〜１．３にＶ Ｇ　５　’Ｆ　４．ＯＫＶ　（スフ’）−ン中央）。

４．３ＫＶ（スクリーン水平端） Ｇａ　＝　４．ＯＫＶ　（スクリーン中央）。

４．３にＶ（スクリーン水平端） ０７〜２５．０に■ 中央の偏向電極板−Ｆ　４．ＯＫＶ 両側の　　ｌ／　　　＝＝−５，ＯＫＶ　（スクリーン
中央）。

５．１にＶ（スクリーン水 平端） このときスクリーン全域にわたって３本のビームは集中
し、各ビームスポット径は非常に小さくなる。

因みに本発明者らの実験によると主電子レンズ部のビー
ム通過孔径がすべて４．５２７１１１１１のときの電子
銃を最適設計した電子銃に対してそのスクリーン上のス
ポット径は１７２〜１／４と測定された。

以上の説明から明らかなように、本発明によるとレンズ
口径りの大口径電子レンズがそのレンズ性能を十分発揮
するために必要な電極の長さ、即ち、仮想クロスオーバ
点又は仮想出射点からレンズの基準面Ｈまでの距離が決
定すると、この間に静電偏向部を設けて両側のビームを
所定角度でけ外方向へ偏向するので、電子銃が必要以上
長くなることはない。

また、静電偏向部は仮想クロスオーバ点から発散してい
くビームの径の比較的小さい部分に配置することができ
るし、或いは静電偏向板の間隔を順次拡げるように配置
することもできるので、静電偏向部への電子ビームの衝
撃の問題はない。

さらに特公昭４９−５５９１号公報や米国特許第４，５
２８、４７６号のように大口径電子レンズの中心に向け
て所定角度で入射するように両側のカソードＫを予め傾
けて配置させておかねばならないという製造上極めて問
題となる複雑な構造とする必要もないし、或いは、平行
に配置された３ｇのカソードからのビームを第１グリツ
ドＧ１から第３グリツドＧ３までの非常に短い領域で所
定角度偏向させるというようなこれまた製造上問題とな
る複雑な構造とする必要もない。

また、前述した如く、平行な３本のビームの両。

側のビームを外方向へ所定角度偏向するにおいて集束レ
ンズと発散レンズが一体となった電子レンズを使用しな
いので、大口径電子レンズの性能を殺すことはないし、
集中系と集束系を独立して調整できるという極めて大ぎ
な効果を有する。

さらに、前記実施例で説明したように、第２の電子レン
ズは弱いユニポテンシャルレンズとした場合にはフォー
カス調整が容易でおること、良質な仮想クロスオーバを
使用できること等の利点をもつし、第１の電子レンズは
高電位電極の開孔径を停電位電極の開化径より小さくし
た場合には集中のための発散角を小さくできるし、又、
コマ収差、集束作用の差も減少するという利点をもつ。

そして、偏向磁界から受けるビーム歪が緩和されスクリ
ーン全域にわたって、ビーム径がほぼ円形でスポット径
は小さく、３つのビームは適正に集中することができる
。

第７図に本発明の伯の実施例を示す。

第７図は第２図に対応する図で同じもの同じ番号で示す
。

第７図において、電子銃は前記実施例と同じようにカソ
ードＫ、第１グリツドＧ１、第２グリツドＧ２、第３グ
リツドＧ３、第４グリツドＧ４、第５グリツドＧ５およ
び静電偏向部ＥＤ、アステイグ電極ＧＡ、第６グリツド
Ｇ６、第７グリツドＧ７をもら、前記実施例と異なる点
は、第７グリツドＧ７の開孔径が第６グリツドＧ６のそ
れより大ぎく第６グリツドＧ６を包含していて、カソー
ドＫから第７グリツドＧ７まですべて同じ絶縁支持体Ｂ
Ｇに植設固定支持されている。

この構造のものは、大口径レンズ部の性能としては、前
記実施例のものより不利であるが、製造は容易であると
いう利点を持つ。

そして、これらの電極の近傍に抵抗体Ｉ　Ｒが配置して
あり、この抵抗体の一端は第６グリツドＧ６に他端はス
テムピンを通して管外へ導かれ接地電位又は低電圧源に
接続されており、この抵抗体の中間はそれぞれ静電偏向
電極、第４グリツドＧ４へ接続されている。従って、第
６グリツドＧＯに印加される電圧ＥＣ０６がこの抵抗体
により抵抗分割され第８図に示すように各グリッドへ所
定の電位を供給するようになっている。

このような構成にすると、第６グリツドの電位Ｅｃａを
電子ビームの偏向に同期して可変（電位を−Ｆげる）す
るだけで静電偏向電極の（２０）　（２３）の電位が同
期に変わる（電位は−Ｆがる）ため、電極（２０）　（
２３）の電位を管外からステムピンを通して供給する必
要がないので受像管装置を含めた経済性は非常に向−ヒ
するし、また第４グリツドの電位も同時に上がるため、
第２の電子レンズが弱くなるためアスティグレンズの感
度は上がるので第６グリツドの可変電位ωは少なくてす
む。従って、電源回路の負荷が軽くなるのでこれも受像
管装置としての経済性が向上する。

前記抵抗体ＩＲは例えば薄いセラミック暴板上に酸化ル
テニウム系の高抵抗材をバターニングしてその上にガラ
スによる絶縁層を設けることで容易に製作可能でおる。

以上の実施例においては、第２の電子レンズに弱いユニ
ボデンシャンレンズを作用しているが、本発明はこれに
限るものではなく、また、第１の電子レンズはバイポテ
ンシャンレンズを使用しているが本発明はこれに限るも
のではなく、拡張電界レンズ等を使用することもできる
。

（発明の効果） 本発明によれば、３電子ビームの集中特性がよく、電子
ビーム径がスクリーン全域で小さいカラー受像管を実現
することができる。

すなわち、電子ビームを集束する集束系と、３電子ビー
ムを集中させる集中系とが独立しているので、大口径レ
ンズの性能を最大限に発揮させた状態でスクリーン上に
３電子ビームを集中させることができ、スクリーン上の
電子ビーム径か極めて小さくなり、画像の鮮明なカラー
受像管装置となる。

又、静電偏向部を第１の電子レンズ部（共通大口径電子
レンズ）の手前に配置するので、電子銃の全長が長くな
らない。

静電偏向部が共通大口径電子レンズの手前の低電位の部
分に配置されているので、偏向感度が非常に大きく、小
さな電位差（゛所定の偏向角度を１写ることがぐぎるし
、或いは静電偏向部を非常に短くすることもできるので
、耐電圧的信頼性確保や電子銃の仝艮の長大化を防ぐこ
とができ、経済的効果は大ぎい。

又、静電偏向部を電子銃の全長を長くすることなしに各
電子ビームのビーム径が小さい部分に配置できるので、
電極へのビーム衝撃の問題もなくカラー受像管の信頼性
を確保しうる。

ざらに平行な３本の電子ビームを使用するので、カソー
ドを予め傾けて配置するとか、第１グリツドから第３グ
リツド付近の極めて狭い場所でビームを偏向させる等の
複雑な電極椙造とする必要がないのて・製造は容易でお
り、その工業的価値は大きい。

次に、共通大口径電子レンズの手前に第２の電子レンズ
を配置すれば、集中系と全く独立してフォーカス調整が
可能であり、カラー受＠警の調整を容易にし、実用性に
富む。

第２の電子レンズをユニポテンシャルレンズにすること
により、電子銃の設計に余裕をもたせうるし、集中系と
独立したフォーカス調整がより容易であるし、良質なり
ロスオーバを使用づることかＣぎるので、より小さなス
ポット径を達成でき、カラー受像管の画像品位をより向
上させ１昇る。

第１の電子レンズに高電位電極の開孔径を低電位電極の
開孔径より小さくしたパイポテンシャルレンズを採用す
ることにより、中央の電子ビームと両側の電子ビームの
集束作用の差をより減少でき、また両側のビームのコマ
収差もより制御できるので、スクリーン上の３つのスポ
ット径及び形状をほとんど同じように合せることができ
る。また、集中に必要な静電偏向部による偏向角も小さ
くできる。

さらに、静電偏向板と第６グリツドＧ６の間に７ステイ
グレンズを形成され、ビームの偏向母に同期してメイン
レンズとアスティグレンズと静電偏向角を可変して偏向
磁界によるビーム歪が緩和され、スクリーン全域におい
て略円形の小さなビームスボッ１〜を適正に集中するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したカラー受像管の一部拡大図、
第２図は第１図の断面図、第３図（２）はアステイグ電
極の開孔部、（ト）は第６グリツドのアステイグ電極側
の開孔部、第４図と第５図は本発明を説明するための光
学的等価モデル図、第６図は本発明の第１の電子レンズ
部のレンズの集束力を説明する図、第７図及び第８図は
本発明の他の実施例を示す図、第９図は本発明のカラー
受像管装置の概略断面図、第１０図乃至第１５図は従来
技術の説明のための光学的等価モデル図でおる。 １００・・・カラー受像管 １０１・・・スクリーン面 １０４・・・ネック １０５・・・電子銃部 Ｇ「・・・電子ビーム形成部 ＭＬ・・・主電子レンズ部 ＧＡ・・・アスティグ電極 ＥＤ・・・静電偏向部 Ｌ　Ｅ　Ｌ・・・共通大口径電子レンズ代理人　弁理士
　則　近　恵　侑 同　　　　竹　花　喜久男 ＾　　　　　　　　　　　　　　　　　　ωく　　　　
　　　　　　　　　− （Ａ）　　　　　　　　　　　　（Ｂ）第３図 （／　）　　　　　　　　　　　　　　　（２）　　　
　　　　　　　　　　（３ンＤｔ＝　ｆ）ｓ　　　　　
　　ｆ：）ｔ　７　ｅｐ−ｔ　　　　　ｆ）（−＜　Ｄ
ｓ第６図 第１３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）３本の電子ビームを発生、加速、制御する電子ビ
   ーム形成部と、この電子ビームを集束、集中させる主電
   子レンズ部とを備えるインライン型電子銃部と、偏向部
   およびスクリーン部を備え、前記電子銃部から発射され
   る電子ビームを前記偏向部により垂直方向および水平方
   向に偏向し、この電子ビームの偏向に同期して前記主電
   子レンズ部の電子ビーム通路の一部に配置したアスティ
   グレンズの強さを動的に変えることにより電子ビームス
   ポットの歪を軽減し、 この主電子レンズ部は、前記電子ビーム成形部から発射
   された３電子ビームのうち両側の電子ビームを中央の電
   子ビームから離れる方向へ偏向させる静電偏向部と、 この静電偏向部を通過した３電子ビームを集束、集中す
   る共通開口を有する第１の電子レンズ部を備え、 前記アスティグレンズを前記静電偏向部近郊に配置した
   ことを特徴とするカラー受像管装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のカラー受像管装置に
   おいて、 前記アスティグレンズの強さに対応して、前記第１の電
   子レンズ部の電子ビーム収速力と集中力および静電偏向
   部の偏向強さを変えることを特徴とするカラー受像管装
   置。
3. （３）特許請求の範囲第１項記載のカラー受像管装置に
   おいて、 前記電子ビーム形成部と静電偏向部との間には、３電子
   ビームそれぞれに対応する開口を有するする第２の電子
   レンズ部が配設され、第２図の電子レンズの電子ビーム
   集束力が第１の電子レンズの電子ビーム集束力よりも弱
   いようになされていることを特徴とするカラー受像管装
   置。